https://sputniknews.cn/20240124/1056597800.html

中国科学家成功实现无串扰的量子网络节点

中国科学家成功实现无串扰的量子网络节点

俄罗斯卫星通讯社

中国清华大学研究团队利用同种离子的双类型量子比特编码，在国际上首次实现无串扰的量子网络节点。该研究成果近日发表于国际学术期刊《自然·通讯》。 2024年1月24日, 俄罗斯卫星通讯社

2024-01-24T10:43+0800

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量子网络可由不同的物理载体实现，离子阱是其中最有潜力的物理系统之一。离子-光子纠缠是实现离子阱量子网络的关键步骤，但该操作会影响离子存储比特，导致信息丢失。为避免这种串扰现象，研究人员通常采用不同种类的离子来分别产生离子-光子纠缠和存储量子信息，抑制串扰误差。然而，这种方法往往需要的器件成本较高，在操作中还需精细控制不同种类离子的比例和位置，且不同离子间的协同冷却效率低，操作难度大。为此，清华大学交叉信息研究院段路明教授课题组经过长期研究，创造性提出使用同种离子的双类型量子比特实现量子网络节点的方案。清华大学交叉信息研究院助理研究员黄园园介绍，他们利用同种离子的两对超精细能级结构，分别编码出量子网络中用于与光子产生纠缠的“通讯比特”和用于存储信息的“存储比特”。同时，利用激光还实现了两种量子比特间微秒量级的相干转换。实验发现，通过此方法制备出的通讯比特，可在数百毫秒的时间内生成离子-光子纠缠；通过自旋回波方法可延长存储比特的存储寿命，实现相干时间达到秒量级的存储量子比特。通过比较有无离子-光子纠缠生成操作时存储比特的保真度变化，研究人员证实了两种量子比特之间低于实验精度的串扰误差，从而实现了无串扰的量子网络节点。这对未来实现量子通讯和大规模量子计算具有重要意义。

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